数据库系统原理与应用技术课件作者陈漫红第3章节关系数据库理论基础.ppt

数据库系统原理与应用技术 第3章 关系数据库理论基础 3.1 关系模型概述 3.2 关系数据模型的形式化定义 3.3 关系模式与关系数据库 3.4 关系模型的完整性约束 3.5 关系代数 3.6 本章小结 3.1 关系模型概述 3.1.1 关系数据结构 3.1.2 关系操作 3.1.3 数据完整性约束 3.1.1关系数据结构 关系数据模型源于数学。 用二维表来组织数据，这个二维表在关系数据库中就称为关系。 关系数据库就是表或者说是关系的集合。 3.1.2 关系操作 ①传统的集合运算： 并（Union） 交（Intersction） 差（Difference） 广义笛卡尔积（Extended Cartesian Product） ②专门的关系运算： 选择（Select） 投影（Project） 连接（Join） 除（Divide） ③有关的数据操作： 查询（Query） 增加（Insert） 删除（Delete） 修改（Update） 关系操作语言 3.1.3 数据完整性约束 数据完整性是指数据库中存储的数据是有意义的或正确的。 主要包括三大类： 实体完整性 参照完整性 用户定义的完整性 3.2 关系数据模型的形式化定义 1.笛卡尔积： 设D1，D2，…，Dn为任意集合，定义笛卡尔积D1，D2，…，Dn为： D1×D2× …×Dn＝{(d1，d2，…，dn)|di∈Di，i＝1，2，…，n } 其中每一个元素（d1，d2，…，dn）称为一个n元组，简称元组。元组中每一个di称为是一个分量。 笛卡尔积示例 设：D1=学生名称集合（sname）={李清，刘涛，王亮} D2=性别集合(ssex)={男，女} D3=专业集合(dname)={计算机专业，管理工程专业} 则D1，D2，D3的笛卡尔积为： D1×D2×D3={ （李清，男，计算机专业），（李清，男，管理工程专业）， （李清，女，计算机专业），（李清，女，管理工程专业）， （刘涛，男，计算机专业），（刘涛，男，管理工程专业）， （刘涛，女，计算机专业），（刘涛，女，管理工程专业）， （王亮，男，计算机专业），（王亮，男，管理工程专业）， （王亮，女，计算机专业），（王亮，女，管理工程专业）} 笛卡尔积示例 3.2 关系数据模型的形式化定义 2.关系（Relation） D1×D2×…×Dn的子集叫做在域D1,D2,…,Dn上的关系，表示为：R（D1,D2,…Dn） 这里R表示关系的名字，n是关系的目或度（Degree）。 关系中的每个元素是关系中的元组，通常用t表示。? 当n=1时，称该关系为单元关系（Unary relation）。 当n=2时，称该关系为二元关系（Binary relation）。 3.2 关系数据模型的形式化定义 关系是笛卡尔积的有限子集，所以关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的列对应一个域。由于域可以相同，为了加以区分，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute）。 若关系中的某一属性的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码（Candidate key）。 若有一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primary Key）。 主码的诸属性称为主属性（Prime attribute）。 不包含任何候选码中的属性称为非码属性（Non-key attribute）。 在最极端的情况下，关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码（All-key）。 3.2 关系数据模型的形式化定义 3、关系的性质 列是同质的（Homogeneous），即每一列中的分量同一类型的数据，来自同一个域。 不同的列可出自同一个域，称其中的每列为一个属性，不同的属性要给予不同的属性名。 列的顺序无所谓，即列的次序可以任意交换。 任意两个元组不能完全相同 。 行的顺序无所谓，即行的次序可以任意交换。 分量必须取原子值，即每一个分量都必须是不可分的数据项。 3.3关系模式与关系数据库 3.3.1 关系模式 3.3.2 关系数据库 3.3.1关系模式 关系模式是对关系的描述，包括如下方面： ★首先，关系实质上是一张二维表，表的每一行为一个元组，每一列为一个属性。 ★其次，一个关系通常是由赋予它的元组语义来确定的。 ★关系模式应当刻画出这些完整性约束条件。 所以，一个关系模式应当有一个5元组： R（U，D，dom，F） ?其中R为关系名，U为组成该关系的属性名集合，D为属性组U中属性的域，dom为属性向域的映像集合，F为属性间数据的依赖的集合。 关系模式通常可以简记为： ?R（U）或R（A1，A2，…An） 3.3.2 关系数据库 1.关系数据库 关系数据库